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太阳能电池运行的基本步骤：1. 光生载流子的产生2. 光生载流子聚集成电流 3. 穿过电池的高电压的产生 4. 能量在电路和外接电阻中消耗 光伏效应能带分析 无光照时，处于热平衡状态时的pn结，有统一的费米能级 开路状态稳定光照时，pn结处于非平衡状态，光生载流子积累出现光电压，使pn结处于正偏， 费米能级发生分裂 短路状态稳定光照时，电池处于短路状态（负载为0），原来在pn结两端积累的光生载流子通过外电路复合，光电压消失，势垒高度为 qvD，各区中的光生载流子被内建电场分离，源源不断的流进外电路，形成短路。 有光照和外接负载时， 一部分光电流在负载上建立电压，另一部分光电流与pn结在电压v的正向偏压下形成的正向电流抵消。 “量子效率”，即太阳能电池所收集的载流子的数量与入射光子的数量的比例 光谱响应指的是太阳能电池产生的电流大小与入射能量的比例。PN结的形成p型半导体和n型半导体接触，因浓度差，致使多子扩散运动，由杂质离子形成空间电荷区，空间电荷区形成形成内电场，内电场促使少子漂移内电场阻止多子扩散。最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。 工作原理：如果将PN结加正向电压。由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流。PN结正向导电时，其电阻是很小的。 如果PN结加反向电压，由于外加电场的方向与内电场一致，增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的。 XRD X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。 布拉格公式:2dsinθ=nλ 应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 非晶：不存在长程有序或几个尺度内有序。多晶：在小区域内完全有序 单晶：整个晶体中排列有序 PECVD等离子增强化学气相沉积 原理：在沉积室内建立高压电场，反应气体在一定气压和高压电场的作用下，产生辉光放电,反应气体被激发成非常活泼的分子，原子，离子和原子团构成的等离子体。正离子和电子在高压电场的作用下，获得足够的能量，参与化学反应，大大降低了沉积反应温度，加速了化学反应过程，提高了沉积速率。 LPE液相外延：溶质在液态溶剂内的溶解度随温度的降低而减少，那么当溶液饱和后再被冷却时，溶质会析出。若有衬底与饱和溶液接触，那么溶质在适当条件下可外延生长在衬底上。 MOCVD为有机金属化学气相沉积外延技术，它是在低压下利用有机金属，与特殊气体在反应器内进行化学反应，并使反应物沉积在被加热到600～800℃的晶片上，而得到外延片的生产技术。 MBE分子束外延技术，是在超高真空状态下，让热原子或热分子束自原料中分离出来，然后在基板表面进行反应，而沉积产生外延薄膜的一种技术。 III-V族太阳能电池材料GaAs 优点：对光的吸收较强，可达到很高的效率。 温度系数较小，能在较高的温度下正常工作。 可制成效率更高的多结叠层太阳电池。 具有较强的抗辐照性能。 缺点：机械强度较弱，易碎; 价格昂贵，约为Si材料价格的10倍；材料表面易氧化而形成复合中心，钝化困难；材料生长对设备要求高，制作成本高； 材料密度大，功率质量比(比功率)低。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。 正极：Fe3+ + e- == Fe2+ 负级：Li -- e- == Li+ 充电FeP04+xLi++xe- == FeP04+ (1-x)LiFeP04 放电FeP04+ xLi+ +xe- == xLiFePO4 + (1-x)FeP04 有机太阳能电池按照半导体的材料可以分为单质结结构、P-N 异质结结构、染料敏化纳米晶结构。 HIT电池原理： 1.开路电压大：掺杂浓度形成内建电场，材料禁带宽度差别增加电池内建电势 2.采用能带宽度与光谱有匹配最好的材料合成，让波长最短的光被最外边的宽隙材料利用，波长较短的光能能够透射进去让较窄能隙材料利用。 3.非晶硅对晶体硅表面有优越的钝化能力，并起窗口层的作用，二者结合，可以取长补短，大大提高电池效率，并且在工艺上易于实现。 提高HIT电池效率： 1.减少光学损失：宽带隙非晶硅层，